專利名稱：氧化降解淀粉基固著劑的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域尤其是制漿造紙行業(yè)，特別涉及一種新型淀粉基固著劑的制備方法。
背景技術(shù)：
我國造紙行業(yè)的纖維原料結(jié)構(gòu)中機(jī)械漿、化學(xué)機(jī)械漿、廢紙漿所占的比例逐年升高，大大地提高了纖維的利用率。然而機(jī)械法制漿中產(chǎn)生了大量的細(xì)小纖維、木素和樹脂溶出物；化學(xué)機(jī)械漿含有陰離子半纖維素、氧化木素、樹脂氧化降和脂肪氧化降；廢紙漿中存在油墨粒子等膠黏物，這些物質(zhì)就構(gòu)成了帶負(fù)電性的溶解與膠體物質(zhì)。其積累將給紙機(jī)的連續(xù)運(yùn)行性和成紙質(zhì)量帶來極大的不良影響，同時降低其它功能性造紙助劑和過程性造紙助劑的使用效率。如何控制溶解與膠體物質(zhì)是當(dāng)前濕部化學(xué)研究的一個重要方向。目前工廠普遍采用化學(xué)法對溶解與物質(zhì)進(jìn)行控制?；瘜W(xué)法中又以固著劑法應(yīng)用最為廣泛，它主要是指用分子量小、陽電荷密度高的無機(jī)或有機(jī)電解質(zhì)將陰離子性較強(qiáng)的溶解與膠體物質(zhì)固著到紙張纖維上，然后通過濕紙頁的成型帶出抄造系統(tǒng)，使系統(tǒng)得到凈化。 常用的固著劑包括硫氧化降鋁、聚合氯化鋁、聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺和聚乙烯胺等，它們都具有各自的優(yōu)點(diǎn)。但是通常情況下，無機(jī)的硫氧化降鋁和聚合氯化鋁在中堿性抄造系統(tǒng)中的效果不如有機(jī)類的聚合電解質(zhì)；隨著石油資源的日益枯竭，基于石油資源的聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺等將不可避免地面臨受原料限制的問題；而基于天然高分子改性的淀粉基固著劑，由于原料相對方便易得，具有較廣的發(fā)展前景。并且由于淀粉具有其獨(dú)特的分子構(gòu)型，使得淀粉基固著劑與紙漿纖維以及陰離子半纖維素等碳水化合物類溶解與膠體物質(zhì)具有極好的親和性，因此可以更好地去除漿料中的溶解與膠體物質(zhì)。但淀粉分子量過大，直接陽離子化得到的高陽離子度淀粉容易使?jié){料過度絮凝，導(dǎo)致紙張勻度和強(qiáng)度變差。為了確保淀粉基固著劑的優(yōu)越性，本發(fā)明先采用氧化降解法得到低分子量的淀粉，然后再將其陽離子化，制得低分子量、高陽離子取代度的氧化降解淀粉基固著劑，一方面保證了固著劑控制溶解與膠體物質(zhì)的作用，另一方面，也解決了成紙勻度和強(qiáng)度較差的問題，并且所得產(chǎn)品在紙張生產(chǎn)線上使用時，用簡單的溶解槽在室溫下將其溶解即可，無需添加格外的糊化設(shè)備和降解反應(yīng)設(shè)施，大大簡化了產(chǎn)品取用的過程，提高了產(chǎn)品取用的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種氧化降解淀粉基固著劑的制備方法。采用的技術(shù)路線是用氧化劑降解淀粉制得氧化降解淀粉；用季銨鹽陽離子醚化劑作用于氧化降解淀粉制得氧化降解淀粉基固著劑。新型的氧化降解淀粉基固著劑制備，包括下述步驟1.將淀粉配制成30 40%的淀粉漿，用氫氧化鈉調(diào)pH值至7 9，緩緩加入氧化劑，在攪拌狀態(tài)下于30 40°C下反應(yīng)2 7小時，用氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至6 7，加
3亞硫酸氫鈉使剩余的氧化劑還原，終止反應(yīng)。反復(fù)洗滌，抽濾后真空干燥，得到氧化降解淀粉；2.在體系含水量為10 30%的條件下，先將氫氧化鈉溶解并冷卻，然后加入季銨鹽陽離子醚化劑，攪拌均勻后與步驟1所述的氧化降解淀粉混合，在50 60°C反應(yīng)2 6 小時，冷卻后，用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)PH值至6 7，真空干燥，得到氧化降解淀粉基固著劑；步驟1中，氧化劑淀粉為1 5 % ；步驟2中，氫氧化鈉氧化降解淀粉為13 19 100，g/g，季銨鹽陽離子醚化劑氧化降解淀粉為40 60 100，g/g ；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)本發(fā)明所得氧化降解淀粉基固著劑經(jīng)過氧化降解和陽離子化雙重改性，制得的產(chǎn)品具有很好的水溶性，且呈兩性特征；本產(chǎn)品既能有效地控制漿料中的溶解與膠體物質(zhì)，又能提高成紙強(qiáng)度；并且所得產(chǎn)品在紙張生產(chǎn)線上使用時，用簡單的溶解槽在室溫下將其溶解即可，無需添加格外的糊化設(shè)備和降解反應(yīng)設(shè)施，大大簡化了產(chǎn)品取用的過程，提高了產(chǎn)品取用的穩(wěn)定性。


圖1氧化降解淀粉基固著劑對漿料中溶解與膠體物質(zhì)的控制效果圖2氧化降解淀粉基固著劑對紙頁物理性能的影響附圖標(biāo)記說明圖1 氧化降解淀粉基固著劑用量相對于絕干漿料為0. 8%時，漿料仏切電位上升了對.0%，漿料濾液濁度下降了 25.0%，濾液的陽離子需求量降低了 44.6%，孔徑為ιμπι 的微濾膜截留量下降了 30.0%，漿料真空動態(tài)濾水速度增加了 10.5% ；圖2 氧化降解淀粉基固著劑用量相對于絕干漿料為0. 2%時，手抄片抗張指數(shù)增加了 23. 8 %，耐破指數(shù)增加了 4 %，撕裂指數(shù)增加了 7. 2 %。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明如下實(shí)施例1 1.1氧化降解淀粉的制備取絕干15g的淀粉放入四口燒瓶中，加入23. 4ml蒸餾水配制成淀粉漿。用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)淀粉漿的PH值至9，并置于40°C水浴中。用滴液漏斗緩慢加入6. 64ml氧化劑， 在lOOr/min下攪拌反應(yīng)證，用鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至6_7，加適量亞硫酸氫鈉使剩余的氧化劑還原，終止反應(yīng)。反復(fù)洗滌，抽濾后真空干燥，得到氧化降解淀粉； 把氧化降解淀粉配制成6 %的淀粉漿，在95 0C下糊化40min，在95 °C下用 Brookfield旋轉(zhuǎn)粘度計測定其粘度為12. 2cp。1. 2氧化降解淀粉基固著劑的制備稱取1. 3g氫氧化鈉于250ml的燒杯中，用1. 94g蒸餾水溶解，冷卻后，加入8. 41g 季銨鹽陽離子醚化劑，攪拌lOmin。稱取氧化降解淀粉IOg(絕干)緩緩倒入裝有季銨鹽陽
4離子醚化劑和氫氧化鈉的燒杯中，攪拌lOmin，使其混合均勻。在60°C反應(yīng)4小時，冷卻后， 用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)PH值至6，抽濾，真空干燥，得到氧化降解淀粉基固著劑。用凱式定氮儀測定氧化降解淀粉基固著劑的氮含量為2. 14%，取代度為0. 32。1. 3氧化降解淀粉基固著劑控制漿料中的溶解與膠體物質(zhì)稱取絕干重為3g的PRC-APMP，配成1 %的漿濃，加入1. 2所述的氧化降解淀粉基固著劑溶液，攪拌30s后稀釋至0.5%，用FPA Zeta電位儀(德國ARi公司制造)測定纖維的Zeta電位；用DDA-v4. O真空動態(tài)濾水儀(瑞典AB Akribi Kemikonsulter制造)測定真空動態(tài)濾水速度；用Lp2000-ll型濁度儀(Harma儀器公司制造)測定經(jīng)DSC75DDJ (美國 Paper Research Material Inc制造)動態(tài)濾水儀過濾的濾液；用孔徑為1 μ m的微濾膜過濾濾液，烘干測定微濾膜截留量；靜置取上清液，用TOD03電荷測定儀(BTG公司制造)對陽離子需求量進(jìn)行測定，其結(jié)果見附圖1 ；1. 4氧化降解淀粉基固著劑對紙頁物理性能的影響將BCTMP漿制成1 %的漿濃，加入相對于絕干漿用量為0. 2 %的如1. 2所述的氧化降解淀粉基固著劑溶液，攪拌1分鐘后調(diào)節(jié)漿濃至0. 37%，再在標(biāo)準(zhǔn)紙頁成形器上抄成 60g/m2的手抄片。按《造紙工業(yè)測試方法標(biāo)準(zhǔn)匯編》所規(guī)定的方法測定各項強(qiáng)度指標(biāo)。結(jié)果見附圖2。
權(quán)利要求
1. 一種新型氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑包括下述制備步驟`1.1氧化降解淀粉的制備將淀粉配制成30 40%的淀粉漿，用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至7 9，緩緩加入氧化劑， 在攪拌狀態(tài)下于30 40°C下反應(yīng)2 7小時，用氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至6 7，加亞硫酸氫鈉使剩余的氧化劑還原，終止反應(yīng)。反復(fù)洗滌，抽濾后真空干燥，得到氧化降解淀粉；`1.2氧化降解淀粉基固著劑的制備在體系含水量為10 30%的條件下，先將氫氧化鈉溶解并冷卻，然后加入季銨鹽陽離子醚化劑，攪拌均勻后與1. 1所述的氧化降解淀粉混合，在50 60V反應(yīng)2 6小時，冷卻后，用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)pH值至6 7，真空干燥，得到氧化降解淀粉基固著劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑的制備方法，其特征在于物料配比為在1. 1氧化降解淀粉制備權(quán)利要求中，氧化劑淀粉為1 5% ；在1. 2氧化降解淀粉基固著劑的制備權(quán)利要求中，氫氧化鈉氧化降解淀粉為13 19 100，g/g，季銨鹽陽離子醚化劑氧化降解淀粉為40 60 100，g/g。
3.按照權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑先后經(jīng)過氧化降解和季銨鹽陽離子醚化劑的雙重改性。
4.按照權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑具有很好的水溶性。
5.按照權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑呈兩性特征。
6.按照權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑的制備方法適用于所有原淀粉，包括普通淀粉和基本分離純化的直鏈淀粉或支鏈淀粉。
7.按照權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑適用的季銨鹽陽離子醚化劑包括3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨或2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨。
8.按照權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑適用的氧化劑包括次氯酸鈉、過氧化氫或過硫酸銨。
9.按照權(quán)利要求1所述的氧化降解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的氧化降解淀粉基固著劑既能有效地控制漿料中的溶解物質(zhì)與膠體物質(zhì)，又能提高成紙強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域尤其是制漿造紙行業(yè)，特別涉及一種新型淀粉基固著劑的制備方法。本發(fā)明所得氧化降解淀粉基固著劑經(jīng)過氧化降解和陽離子化雙重改性，制得的產(chǎn)品具有很好的水溶性，且呈兩性特征；本產(chǎn)品既能有效地控制漿料中的溶解與膠體物質(zhì)，又能提高成紙強(qiáng)度；并且所得產(chǎn)品在紙張生產(chǎn)線上使用時，用簡單的溶解槽在室溫下將其溶解即可，無需添加格外的糊化設(shè)備和降解反應(yīng)設(shè)施，大大簡化了產(chǎn)品取用的過程，提高了產(chǎn)品取用的穩(wěn)定性。
文檔編號D21H17/29GK102433794SQ201110344510
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者李國棟, 查瑞濤, 王立軍, 羅靈芝, 邸同舟 申請人:天津科技大學(xué)